JP2020187471A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化が可能でありしかも内部のコンポーネントを保護する適度な強度を有する電子機器を提供する。【解決手段】本体筐体１２は、下面を構成する底板２０と、底板２０の内面における後辺２０ａおよび前辺２０ｂから離間した箇所の内面に設けられ、底板２０の曲げ方向の変形を抑制する２本の補強帯４６ａ，４６ｂと、内部に設けられたバッテリー２８と、バッテリー２８の曲げ方向の変形を抑制するフレーム４２とを備える。補強帯４６ａ，４６ｂとフレーム４２とは、接触しながら横方向に延在している。底板２０は平面板である。補強帯４６ａ，４６ｂは、底板２０とは別部品であって該底板２０に固定されており、該底板２０よりも引張り強度が大きい。【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器に関する。

コンピュータなどの電子機器は小型軽量化が進んでおり、特にノート型ＰＣなどのモバイル機器は薄型化の要望が強い。折りたたみ型で本体筐体とディスプレイ筐体とを備えるノート型ＰＣの場合には、本体筐体の内部にバッテリーや基板などのコンポーネントが搭載されている。

コンポーネントにはある程度の厚みがあるため、さらなる薄型化のためには底板などの筐体板を薄くすることが検討されるが、筐体板にはコンポーネントを保護するだけの強度が確保されなければならない。特許文献１には、筐体の剛性を向上させるために、該筐体の縁に補強体を設けることが提案されている。

特開２００７−６５８７４号公報

また、図９に示すように、比較例にかかるノート型ＰＣ５００における底板５０２は周囲が立ち上がった側壁５０４を備え、またはその一部を形成している。そのため底板５０２は適度な曲げ強度を有し、内部のコンポーネント５０６を保護することができる。

このノート型ＰＣ５００では、側壁５０４を省略して底板５０２を平板にすると一層の薄型化を実現することが可能となるが、コンポーネント５０６を保護するだけの曲げ強度が得られない懸念がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、薄型化が可能でありしかも内部のコンポーネントを保護する適度な強度を有する電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１態様に係る電子機器は、筐体の一面を構成する筐体板と、前記筐体板の辺から離間した箇所の内面に設けられ、該筐体板の曲げ方向の変形を抑制する補強帯と、前記筐体の内部に設けられたコンポーネントと、前記コンポーネントの曲げ方向の変形を抑制するフレームと、を備え、前記補強帯と前記フレームとは、接触しながら前記辺のうちの少なくとも一辺と略同方向に延在している。

前記筐体板は平面板であってもよい。

前記補強帯は、前記筐体板とは別体であって該筐体板に固定されており、前記筐体板よりも引張り強度が大きくてもよい。

前記辺は前記筐体板の長辺であってもよい。

前記コンポーネントはバッテリーあり、前記フレームは前記バッテリーのセルの周囲を囲むよう形成されていてもよい。

本発明の第２態様に係る電子機器は、筐体の一面を構成する筐体板と、前記筐体板の辺から離間した箇所の内面に設けられ、該筐体板の曲げ方向の変形を抑制する補強帯と、を備え、前記筐体板は平面板であり、前記補強帯は前記辺のうちの少なくとも一辺と略同方向に延在している。

本発明の上記態様によれば、薄型化が可能でありしかも内部のコンポーネントを保護する適度な強度を有する。

図１は、実施の形態にかかる電子機器の斜視図である。 図２は、本体筐体の分解斜視図である。 図３は、底板およびバッテリーの斜視図である。 図４は、底板と補強帯の斜視図である。 図５は、本体筐体の模式断面図である。 図６は、１本の補強帯を備える底板およびバッテリーの斜視図である。 図７は、補強帯枠を備える底板およびバッテリーの斜視図である。 図８は、バッテリーの変形例と底板とを示す図であり、（ａ）は第１の変形例にかかるバッテリーと底板との模式平面図であり、（ｂ）は第２の変形例にかかるバッテリーと底板との模式平面図である。 図９は、比較例にかかる筐体の模式断面側面図である。

以下に、本発明にかかる電子機器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態にかかる電子機器１０の斜視図である。電子機器１０としてノートブック型ＰＣを例示するが、例えばモバイル型タブレット端末などでもよい。電子機器１０は、本体筐体１２に対してディスプレイ筐体１４がヒンジ１６により開閉可能となっており、ディスプレイ筐体１４を閉じることによってコンパクトになりモバイル用途に好適である。

本体筐体１２は上カバー１８と、底板（筐体板）２０とによって箱形状を為している。このうち、上カバー１８は上面と側面とを形成しており、底板２０は底部だけを形成する平板である。上カバー１８にはキーボード装置２２およびタッチパッド２４が設けられている。ディスプレイ筐体１４の正面にはその面積の大部分を占める表示装置２６と、図示しないカメラとが設けられている。

説明の便宜上、本体筐体１２を基準としてキーボード装置２２が配置されている側を上方、底板２０が配置されている側を下方とする。また、本体筐体１２の左右の短辺に沿った方向を前後方向とし、タッチパッド２４が配置されている側を前側、キーボード装置２２が配置されている側を後側とする。さらに、本体筐体１２の長尺方向を横方向とする。

図２は、本体筐体１２の分解斜視図である。図２に示すように、本体筐体１２は上カバー１８から露呈するキーボード装置２２およびタッチパッド２４の他に、内部にいくつかのコンポーネントを備える。本体筐体１２の内部に設けられるコンポーネントは、バッテリー２８、メイン基板３０、サブ基板３２、サーマルモジュール３４、左右一対のスピーカー３６および複数のアンテナ３８などである。

メイン基板３０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やメモリなどを備え、電子機器１０を統括的に制御する。サブ基板３２は、メイン基板３０と組み合わされ、入出力インターフェース部などを備える。サーマルモジュール３４はＣＰＵなどの発熱体を冷却する。スピーカー３６は、本体筐体１２の左右端に設けられてステレオ音声やモノラル音声などを出力する。アンテナ３８は種類によって複数が設けられており、例えば本体筐体１２の隅部に設けられている。バッテリー２８とメイン基板３０とは前後方向に並列している（図５参照）。

図３は、底板２０およびバッテリー２８の斜視図である。底板２０は、例えばステンレスやマグネシウム、アルミニウム等の金属板や樹脂板で構成される。底板２０は一対の平行する後辺２０ａおよび前辺２０ｂと、一対の平行する左辺２０ｃおよび右辺２０ｄを輪郭とする長方形であり、後辺２０ａおよび前辺２０ｂが長辺で、左辺２０ｃおよび右辺２０ｄが短辺である。底板２０は、上面にコンポーネントや上カバー１８との接続のために用いられる取付部材２１ａを備え、下面に複数の小さい脚２１ｂを備えている。

バッテリー２８は、矩形で薄い板状で電子機器１０の主電源となる二次電池である。バッテリー２８は横方向に並列する２つのセル４０と、セル４０の周囲を囲うフレーム４２とを備える。セル４０の数は２つに限定されず、配列方向は横方向に限定されない。フレーム４２はセル４０を保護する補強梁であり、バッテリー２８の曲げ方向の変形を抑制する。バッテリー２８は２つのセル４０の間を区画し、または他のコンポーネントとの干渉を避けるための切欠４４が形成されている。フレーム４２は切欠４４を含めてバッテリー２８の周囲を囲っているため、該切欠４４が形成されている後辺４２ａについては横方向に不連続となっている。フレーム４２はセル４０よりも上下方向に厚い。また、フレーム４２は後述する補強帯４６よりも上下方向に十分に厚い。

バッテリー２８は横方向に長尺であり、横方向長さは底板２０のほぼ全幅に亘る寸法である。バッテリー２８における２つの長辺のうち切欠４４のある後辺４２ａは底板２０の後辺２０ａよりやや離れた箇所に配置され、切欠４４のない前辺４２ｂは底板２０の前側辺にほぼ沿って配置される。バッテリー２８と底板２０の後辺２０ａとの間の領域にはメイン基板３０が配置される。また、フレーム４２の後辺４２ａは、切欠４４を境にして符号４２ａａの部分と符号４２ａｂの部分とに区分けされる。

図４は、底板２０と補強帯４６ａ，４６ｂの斜視図である。図３および図４に示すように、底板２０の上面には２本の補強帯４６ａ，４６ｂ（以下、代表的に補強帯４６ともいう。）が横方向に延在して固定されている。補強帯４６ａは、バッテリー２８のフレーム４２の後辺４２ａに沿って設けられるが、切欠４４の部分も直線的に延在しており、平面視で後辺４２ａの符号４２ａａと符号４２ａｂとを接続するように設けられており、強度的にこの間を補完している。補強帯４６ｂはフレーム４２の前辺４２ｂに沿って設けられる。補強帯４６ａは上面が後辺４２ａの下面に接触し、補強帯４６ｂは上面が前辺４２ｂの下面と接触する（図５参照）。

底板２０に対する補強帯４６の固定には、例えば接着剤や粘着テープが用いられる。補強帯４６は、横方向に長尺な形状で底板２０のほぼ全幅に亘って設けられており、バッテリー２８の横寸法にほぼ等しい。補強帯４６の前後方向幅は、バッテリー２８のフレーム４２の幅よりやや大きい。補強帯４６の上下方向幅は十分に薄く、例えば底板２０よりも薄い。

補強帯４６は、単位断面積当たりの引っ張り強度が底板２０と同等か、好ましくはそれ以上の材質が用いられ、例えばＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）などの炭素繊維含浸材が用いられる。

取付部材２１ａおよび脚２１ｂはいわゆる強度部材や補強部材ではなく、しかも底板２０は縁に側壁や立ち上がり部のない薄い平板である。したがって、底板２０は単体では曲げ強度が不十分となる懸念があるが、補強帯４６が設けられていることにより曲げ強度が担保され、本体筐体１２における内部のコンポーネントを保護することができる。特に、補強帯４６として底板２０よりも引張り強度が大きい材質で、かつ底板２０よりも上下方向に薄い寸法とすることにより、本体筐体１２の強度を維持しながら薄型化を図ることができる。引張り強度が大きい材質は伸びにくいことから、底板２０の曲げを抑制するこができる。

補強帯４６ａは、底板２０における後辺２０ａおよび前辺２０ｂからそれぞれ離間した箇所で底板２０の内面に設けられており底板２０のほぼ全体を補強することができるが、やや後辺２０ａに寄った位置であることから相対的には前側よりも後側を好適に補強する。補強帯４６ｂは、底板２０における前辺２０ｂにほぼ沿った位置に設けられ、前側を好適に補強する。

また、補強帯４６は薄く、軽量でありしかも取付が容易である。補強帯４６は平面視で凹凸や屈曲部のない単純形状であって、母材から切り出す場合に歩留まりが高い。なお、補強帯４６と底板２０とは一体のものでもよいが、別材を固定することにより、補強帯４６として好適な強度の材質を選定することができ、一方で面積の広い底板２０としては低廉かつ軽量な材質を選定することができる。

図５は、本体筐体１２の模式断面図である。上記のとおりキーボード装置２２およびタッチパッド２４は上カバー１８に設けられており、キーボード装置２２は後側でタッチパッド２４は前側に配置されている。また、本体筐体１２の内部ではバッテリー２８とメイン基板３０とが前後方向に並列している。タッチパッド２４とバッテリー２８の前端はほぼ一致している。バッテリー２８の前後方向幅はタッチパッド２４より長く、平面視ではバッテリー２８の後部はキーボード装置２２の前部と重なる。

バッテリー２８におけるフレーム４２の後辺４２ａは、下面が補強帯４６ａの上面に接しており、上面がキーボード装置２２の下面に接している。バッテリー２８におけるフレーム４２の前辺４２ｂは、下面が補強帯４６ｂの上面に接しており、上面がタッチパッド２４の下面に接している。補強帯４６ａ，４６ｂとフレーム４２の後辺４２ａおよび前辺４２ｂとは、接触しながら底板２０の後辺２０ａおよび前辺２０ｂと同じ横方向（または略同方向）に延在している。補強帯４６ａ，４６ｂとフレーム４２の後辺４２ａおよび前辺４２ｂとは、接触しながら底板２０の４辺のうちの少なくとも一辺と略同方向に延在しているとよい。

フレーム４２は、後辺４２ａが補強帯４６ａとキーボード装置２２とによって挟持されて安定しており、前辺４２ｂが補強帯４６ｂとタッチパッド２４とによって挟持されて安定している。また、バッテリー２８は底板２０に対して、フレーム４２を介して補強帯４６ａと補強帯４６ｂとによって支持されていることから水平に配置される。なお、バッテリー２８は、例えば上カバー１８に対してネジによって固定されており、補強帯４６がバッテリー２８の重量を支えるような構造でなくてもよい。フレーム４２の上面は上カバー１８の下面に接していてもよい。

このような本体筐体１２では下方略中央から外力Ｆが加わった場合に、底板２０が曲げ変形することを、底板２０の後辺２０ａおよび前辺２０ｂから離間した位置の補強帯４６ａが主体的に抑制し、外力Ｆからやや離れた補強帯４６ｂも補助的に抑制する。これらの補強帯４６は底板２０の長手である横方向に沿って設けられていることから変形抑制効果が高い。

さらに、補強帯４６はフレーム４２に接していることから、該フレーム４２も底板２０の変形を抑制するように作用する。フレーム４２は補強帯４６よりも上下方向幅が長いため、抑制効果が高い。補強帯４６とフレーム４２とは、少なくとも一部が接触しながら同方向に延在していると底板２０の相乗的な曲げ抑制作用が得られる。

さらにまた、フレーム４２は上カバー１８のキーボード装置２２やタッチパッド２４に接していることから、キーボード装置２２やタッチパッド２４を含む上カバー１８も底板２０の変形を抑制するように作用する。このように、本体筐体１２は、補強帯４６およびフレーム４２によって底板２０と上カバー１８との間がつながっていることから、一種の骨組み構造を形成している。したがって、底板２０における一か所に加わる外力Ｆは本体筐体１２の全体に分散して伝達されて底板２０が過度に変形することが抑制され、本体筐体１２の内部に設けられるコンポーネントを適切に保護することができる。

また、補強帯４６はアンテナ３８から離間した場所に設けられており、該アンテナ３８の電波の送受信に影響がない。

なお、補強帯４６の上下方向幅をさらに薄くする場合で強度を維持するには、前後方向幅を太くし、または本数を増やしてもよい。補強帯４６を３本以上設ける場合には、前後方向に適度に離間する位置にするとよい。補強帯４６は、底板２０のほぼ全面を覆う板状にすると強度を向上させることができるが、コストおよび重量がかさみ、底板２０への取り付けが容易ではなくなる。したがって、補強帯４６の本数および面積は、これらの要件の範囲内で適宜設定するとよい。

上記の例では補強帯４６の上面はバッテリー２８のフレーム４２に接しているが、他のコンポーネント、例えばサーマルモジュール３４のフレームに接していてもよい。また、本願におけるコンポーネントのフレームとは広義であって、コンポーネントの構成要素のうち強度のある部材であればよい。

図６は、１本の補強帯４６ａを備える底板２０およびバッテリー２８の斜視図である。これは、図３に示す底板２０における２本の補強帯４６ａ，４６ｂのうち補強帯４６ｂを省略した例である。上記の補強帯４６ｂは、本体筐体１２の前端に近い位置に設けられており、この近傍部の曲げは上カバー１８の前壁１８ａ（図５参照）によっても抑制することが可能である。したがって、補強帯４６ｂの作用は補強帯４６ａと比較すると限定的であって、省略することも可能である。補強帯４６ｂを省略することによって一層の軽量化および低廉化を図ることができる。

図７は、補強帯枠４８を備える底板２０およびバッテリー２８の斜視図である。補強帯枠４８は、矩形枠であり後辺４８ａ、前辺４８ｂ、左辺４８ｃおよび右辺４８ｄから構成されている。補強帯枠４８は上記の補強帯４６に代えて底板２０に設けられる補強材であり、補強帯４６と同材質、同厚である。後辺４８ａは補強帯４６ａと同形状で同位置に配置されている。前辺４８ｂは補強帯４６ｂと同形状で同位置に配置されている。

左辺４８ｃおよび右辺４８ｄは、後辺４８ａと前辺４８ｂとの左端同士および右端同士を接続している。左辺４８ｃの上面はフレーム４２の左辺４２ｃの下面に接触し、右辺４８ｄの上面はフレーム４２の右辺４２ｄの下面に接触する。つまり、フレーム４２は切欠４４を除く全周が補強帯枠４８に接触して支持され、バッテリー２８が一層安定する。また、左辺４８ｃおよび右辺４８ｄにより、底板２０の短尺方向（前後方向）の曲げ変形が抑制される。左辺４８ｃおよび右辺４８ｄは、後辺４８ａおよび前辺４８ｂとは別体であってもよい。左辺４８ｃや右辺４８ｄのような前後方向の補強帯は、底板２０の中央やその近傍に設けてもよい。

図８は、バッテリーの変形例と底板とを示す図であり、（ａ）は第１の変形例にかかるバッテリー２８Ａと底板２０との模式平面図であり、（ｂ）は第２の変形例にかかるバッテリー２８Ｂと底板２０との模式平面図である。

図８（ａ）に示すように、第１の変形例にかかるバッテリー２８Ａは、上記のバッテリー２８における切欠４４が存在しない形式である。このようなバッテリー２８Ａは切欠４４が存在しないため、後辺４２ａと補強帯４６ａとの接触面積が増えて強度が向上する。

図８（ｂ）に示すように、第２の変形例にかかるバッテリー２８Ｂはセル４０を４つ備えている。４つのセルは前後方向および横方向に２つずつ配列されている。バッテリー２８Ｂはフレーム５０により補強されている。フレーム５０は上記のフレーム４２に相当するもので後辺５０ａ、前辺５０ｂ、左辺５０ｃおよび右辺５０ｄによって矩形を形成している。フレーム５０は、さらに前後方向の中央部で左辺５０ｃと右辺５０ｄとをつなぐ中央梁５０ｅを備える。中央梁５０ｅは前方の２つのセル４０と後方の２つのセル４０とを区画している。中央梁５０ｅが設けられていることにより４つのセル４０が一層安定する。

また、底板２０には補強帯４６ａ，４６ｂに加えて補強帯４６ｃが設けられる。補強帯４６ｃは補強帯４６ａ，４６ｂと同じものである。補強帯４６ｃは、補強帯４６ａと補強帯４６ｂとの間に設けられ、その上面が中央梁５０ｅの下面に接触する。このようなバッテリー２８Ｂと補強帯４６ａ〜４６ｃによれば、底板２０の曲げ変形を一層抑制することができる。

上述したように、本実施の形態にかかる電子機器１０によれば、底板２０を補強帯４６で補強することにより、内部のコンポーネントを保護する適度な強度が得られる。また、補強帯４６は薄く、本体筐体１２の薄型化が可能である。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０ 電子機器
１２ 本体筐体
１４ ディスプレイ筐体
１８ 上カバー
２０ 底板（筐体板）
２０ａ 後辺
２０ｂ 前辺
２０ｃ 左辺
２０ｄ 右辺
２２ キーボード装置
２４ タッチパッド
２６ 表示装置
２８，２８Ａ，２８Ｂ バッテリー（コンポーネント）
３０ メイン基板
４０ セル
４２，５０ フレーム
４２ａ，５０ａ 後辺
４２ｂ，５０ｂ 前辺
４２ｃ，５０ｃ 左辺
４２ｄ，５０ｄ 右辺
５０ｅ 中央梁
４４ 切欠
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ 補強帯
４８ 補強帯枠
４８ａ 後辺
４８ｂ 前辺
４８ｃ 左辺
４８ｄ 右辺

Claims (6)

1. 筐体の一面を構成する筐体板と、
   前記筐体板の辺から離間した箇所の内面に設けられ、該筐体板の曲げ方向の変形を抑制する補強帯と、
   前記筐体の内部に設けられたコンポーネントと、
   前記コンポーネントの曲げ方向の変形を抑制するフレームと、
   を備え、
   前記補強帯と前記フレームとは、接触しながら前記辺のうちの少なくとも一辺と略同方向に延在していることを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記筐体板は平面板であることを特徴とする電子機器。
3. 請求項１または２に記載の電子機器において、
   前記補強帯は、前記筐体板とは別体であって該筐体板に固定されており、前記筐体板よりも引張り強度が大きいことを特徴とする電子機器。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器において、
   前記辺は前記筐体板の長辺であることを特徴とする電子機器。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器において、
   前記コンポーネントはバッテリーであり、前記フレームは前記バッテリーのセルの周囲を囲むよう形成されることを特徴とする電子機器。
6. 筐体の一面を構成する筐体板と、
   前記筐体板の辺から離間した箇所の内面に設けられ、該筐体板の曲げ方向の変形を抑制する補強帯と、
   を備え、
   前記筐体板は平面板であり、
   前記補強帯は前記辺のうちの少なくとも一辺と略同方向に延在していることを特徴とする電子機器。

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